马赫_马赫:奥地利物理学家、哲学家-中文百科频道

物理学家

恩斯特·马赫（Ernst Mach,1838-1916），奥地利物理学家、哲学家。

经验批判主义的创始人之一；马赫数、马赫带也是其研究成果。1838年2月18日生于奇尔利茨。父亲是家庭教师。童年时代在大自然的魅力下善于用听觉、触觉观察事物的因果关系，初中时，他对教会学校的课程不感兴趣而被视为不适宜研究学问、成绩不佳的孩子。父亲的藏书成了他自学的宝库。

在维也纳大学学习数学、物理学和哲学，1860年毕业，并获博士学位。1864～1867年在格拉茨大学先后任数学教授和实验物理学教授，1867～1895年在布拉格大学任实验物理学教授，两度被选为校长。1901年退休，但仍在家继续从事科学着述。1916年2月19日在德国特斯特腾逝世。

马赫一生主要致力于实验物理学和哲学的研究。发表过100多篇关于力学、声学和光学的研究论文和报告。他研究物体在气体中高速运动时，发现了激波。确定了以物速与声速的比值（即马赫数）为标准，来描述物体的超声速运动。马赫效应、马赫波、马赫角等这些以马赫命名的术语，在空气动力学中广泛使用，这是马赫在力学上的历史性贡献。他首先用仪器演示声学多普勒效应，提出过n维原子理论等。

马赫是一位具有批判精神的理论物理学家。他通过对科学的历史考察和科学方法论的分析，写过几本富有浓厚认识论色彩和历了史观点的着作，其中以1883年《力学及其发展的批判历史概论》（简称《力学史评》）这部着作影响最大，对物理学的发展产生了深刻的影响。

他在书中对牛顿的绝对时间、绝对空间的批判以及对惯性的理解，对爱因斯坦建立广义相对论起过积极的作用，成为后者写出引力场方程的依据。后来爱因斯坦把他的这一思想称为马赫原理。马赫的科学认识论曾在自然科学家中产生过强烈的反响，受其影响的科学家最著名的是爱因斯坦和布里奇曼以及量子力学哥本哈根学派的一些物理学家。

马赫还写过再版20次使用40年的《大学生物理学教程》（1891）和《中学生低年级自然科学课本》（1886），是有名的物理学教育家。

马赫在哲学上是唯心主义的逻辑实证论者。他否认气体动理论和原子、分子的真实牲。对此，玻耳兹曼有过尖锐的批评。列宁在《唯物主义与经验批判主义》一书中，也批判了马赫的唯心主义观点。

数与音速

音速

「音速」即声音在介质中传播之速度。音波可以在固体、液体或是气体介质中传播，介质密度愈大，则音速愈快。在空气中，音速又会依空气之状态（如溼度、温度、密度）不同而有不同数值。如摄氏零度之海平面音速约为1193km/hr；一万公尺高空之音速约为1062km/hr。

当航空器速度接近音速时，将会逐渐追上自己发出的声波。声波叠合累积的结果，会造成震波的产生，进而对飞行器的加速产生障碍。这种因为音速造成提升速度的障碍称为「音障」。

突破音障进入超音速后，从航空器最前端起会产生一股圆锥形「音锥」，在旁观者听来这股震波有如爆炸一般，故称为「音爆（SonicBoom）」。强烈的音爆不仅会对地面建筑物产生损害，对于飞行器本身伸出冲击面之外部分也会产生破坏。ＶＦ的三种型态中，Battroid与Gerwalk在运用上没有超越音速之需要，而且在外型容易造成阻力，故最高速度在音速以内。

马赫数

「马赫数（MachNumber）」以奥地利物理学家马赫（1836-1916）为名，定义为物体速度与音速之比值，即音速之倍数。其中又有细分多种马赫数，如飞行器在空中飞行使用的飞行马赫数、气流速度之气流马赫数、复杂流场中某点流速之局部马赫数等等。

由于马赫数是速度与音速之比值，而音速在不同高度、温度等状态下又有不同数值，因此无法将「M2.8」之数值换算为km/hr或mph等单位，马赫数也无法作为速度单位来使用。马赫数最大的作用，是用来区隔现在速度为未达音速0.8倍之次音速、音速0.8~1.2倍上下之穿音速、音速1.2~5倍之超音速、超过音速五倍以上之高超音速。

机体性能－飞行

在机械设定中有关各ＶＦ飞行性能部分，包含对流层至平流层底之一般飞行速度，以及平流层顶至中气层以上之高高度飞行速度。使用之马赫数并不使用该高度状态下之音速，而统一以海平面标准状况下之音速作为对照标准做换算。至于机上之空速马赫表则利用温溼度等资料计算飞行环境之马赫数。

海平面之音速为340m/sec=20.4km/min=1224km/hr。故以VF-17为例，其高高度最大速度为M21+，换算至海平面音速等于714M/sec，约为每秒700米以上。